新的高压集成威廉希尔官方网站 为镇流器设计铺平道路

IR2520D型镇流控制集成威廉希尔官方网站
    国际整流器公司的IR2520D是为了克服用分立元件设计的自振式镇流器的缺点，同时保持成本低而设计的高压集成威廉希尔官方网站 ，用于驱动CFL灯或者用于尺寸小的镇流器。IR2520D包含预热、点燃、正常运作、CFL灯故障保护、交流电网低电压保护等等必不可少的功能，以及600 V半桥威廉希尔官方网站 的高压边和低压边驱动器。虽然IR2520D集成了许多功能，它只有八个引出脚，使用标准的SO8或者DIP8封装，可以把整个镇流器的元件数量减少到最多只有二十个元件。

    图1是IR2520D的方块图。这种器件的核心部份是电压控制振荡器（VCO），可以在外面把频率调节到最低（Fmin），并且有一个从0 V到5 V的模拟电压输入。这个集成威廉希尔官方网站 包含适应式零电压切换（ZVS）和非零电压切换（non-ZVS）保护。IR2520D的一个最大优点是，它里面有电流波形系数控制的关机功能，不需要感测电流的高精度电阻器，这个电阻器一般是用于检测电流过载。这只集成威廉希尔官方网站 用VS引脚和半桥威廉希尔官方网站 低压边MOSFET晶体管的RDSon进行电流过载保护，以及检测非零电压切换状态。在器件里面的600 V FET晶体管把VS引脚连接到VS感测威廉希尔官方网站 上，而且在LO引脚处在高电平时，可以精确地对VS 引脚进行测量，同时在开关周期的的另一半、在高压边FET晶体管导通、VS处于直流母线的电位时，可以承受直流电源母线的高电压。

用IR2520D进行设计
    用IR2520D进行的设计是非常简单的，因为它只有两个控制引脚：VCO （振荡器的输入电压为直流0-5 V ）和FMIN。在把设计成用于功率不同的灯时，只需要修改几个外接元件。

    FMIN引脚通过一只电阻器（RFMIN）接地。这个电阻器的数值确定了集成威廉希尔官方网站 的最低频率FMIN和初始频率（大约为2.5×FMIN）。 IR2520D处在正常工作状态时，工作在最低频率，除非检测到非零电压切换。 一般地讲，为了在工作时保持频率恒定不变，最低频率要高于低Q值R-C-L威廉希尔官方网站 的谐振频率。在这种情况下，可以增大RFMIN的电阻值来降低频率、增大灯的功率，或者减少RFMIN的电阻值来提高工作时的频率、降低灯的功率。

    VCO引脚通过一只电容器（CVCO）接地。频率从FMIN的2.5倍（FMAX）下降到最低频率FMIN所需要的时间就决定于这只电容器的电容值。可以增大电容器的电容值来增加预热时间，或者降低电容器的电容值来缩短预热时间。
　
    确定IR2520D外接元件数值的最简单、最快方法是使用国际整流器公司的镇流器设计辅助（BDA）软件。新版的软件，包括IR2520D，将在2004年12月可以从网站www.irf.com得到。BDA软件能够计算所有外接电阻器和外接电容器的近似值，可以在镇流器面包板上先使用这些电阻值和电容值。然后在实验室里通过试验进行最后的调整，得到准确的电阻值和电容值。

利用参考设计
    为了进一步简化和加快用新的集成威廉希尔官方网站 来实现镇流器，国际整流器公司用这个集成威廉希尔官方网站 做了参考设计。这些参考设计都是电子整流器的完整解决方案，它们是针对三方面的应用：一种是用于交流220 V、26 W/螺旋形CFL灯镇流器 ；一种是用于交流120 V、6W /螺旋形CFL灯镇流器； 另一种是用于交流230 V、25 W灯的小型镇流器。这些参考设计只供评价使用。这些参考设计未经电磁干扰（EMI）测试或者其他认证测试，要得到可以用于生产的产品，需要进行审查，最后把设计定下来。

    这些参考设计的威廉希尔官方网站 布置和元件是相似的──每种参考设计的威廉希尔官方网站 都有必要的功能用于灯的预热、点燃、正常运作，而且都有电磁干扰滤波器以及整流器。我们现在来详细地看看其中的一种参考设计── IRPLCFL5E型CFL镇流器，它是用于输入电压为交流220 V的26W/螺旋形灯。

威廉希尔官方网站 简介
图2是IRPLCFL5E参考设计的威廉希尔官方网站 图。这个参考设计的主要特点如下：
* 正常工作频率可以调节
* 预热时间可以调节
* 灯丝断路保护和无灯保护
* 不能点燃和不能启动保护
* 交流电网电压过低保护

    如图1中的方块图所示，镇流器中包含一个熔断丝、电磁干扰滤波器、输入整流器、母线电容器、半桥威廉希尔官方网站 、控制和输出级。输出级是由电感器LRES和电容器CRES组成的普通谐振威廉希尔官方网站 。整个威廉希尔官方网站 是围绕镇流器控制集成威廉希尔官方网站 IR2520D设计的，其中，IR2520D所起的作用是调节预热时间，调节正常工作频率从而设定灯的功率，并产生频率为FMIN的2.5倍的高启动频率，以避免灯出现一闪一闪的现象，在灯丝出现开路时提供电容性保护，在不能点燃和没有灯时通过电流波形系数提供保护。

    来自交流电网的输入电压经过整流后形成母线电压，大约为300 V。启动电阻器Rsupply1和Rsupply2的数值取为在电压过低保持（UVLO）期间能够提供微小功率的电流。当VCC超出“ UVLO+ 阈值”时，IR2520D开始产生振荡，充电泵威廉希尔官方网站 （CSNUB、DCP1和DCP2） 为VCC提供电流，VCC引起里面的15.6 V齐纳二极管起电压调节作用。IR2520D镇流器控制集成威廉希尔官方网站 控制着半桥威廉希尔官方网站 的频率以及镇流器的状态和保护方式，例如灯的预热、点燃、交流电网电压过低保护以及灯/镇流器出现故障时的保护。

功能简介
    图3是启动、预热、点燃和正常运行期间灯两端的电压以及谐振电感器LRES上的电流。当电源接通时，IR2520D进入低压保持（UVLO）状态。UVLO保持一个非常小的供电电流（< 200 μA），保证这个集成威廉希尔官方网站 充份发挥它的作用，然后将高压边和低压边输出驱动器启动。在UVLO期间，高压边驱动器和低压边驱动器的输出（LO和HO）都是低电平， VCO引脚的电压下降到和公共端一样，把启动频率重新设定为最高频率。一旦VCC达到启动阈值电压（UVLO+），IR2520D 接通，半桥威廉希尔官方网站 中的FET晶体管开始振荡。这个集成威廉希尔官方网站 进入频率扫瞄状态。在启动时，VCO是 0 V，频率非常高（大约是FMIN的2.5倍）。这样可以在启动期间减少电压尖脉冲，减少灯出现一闪一闪的现象。频率慢慢下降到镇流器的高Q值输出级威廉希尔官方网站 的谐振频率，引起灯上的电压和灯的电流增大。在这个时候，灯丝预热到发光的温度，目的是保证灯的寿命很长。频率一直下降到灯点燃。如果成功地把灯点燃，IR2520D便进入正常工作的状态。如果把最低频率选择成低于或者非常接近谐振频率，这个集成威廉希尔官方网站 工作的频率便接近谐振频率，并且连续地调节频率，目的是维持半桥威廉希尔官方网站 工作在零电压切换（ZVS）状态，并且减少FET晶体管上的功率损失。如果把最低频率选择成高于谐振频率，集成威廉希尔官方网站 IR2520D便工作在最低频率。图4是启动过程中谐振电感器上的电流和灯丝两端的电压。图5是在正常工作时，VS （HB）的电压、灯两端的电压和灯的电流。

出现故障时的工作状态
    在出现灯丝开路、不能启动、灯失效这类故障或者没有灯时，IR2520D进入故障运行状态。在这个状态， 振荡器停止振荡。为了让集成威廉希尔官方网站 IR2520D回到预热方式，VCC必须在低于和高于 UVLO 阈值之间周期性地改变。这是通过重新接通电源来做到的。在交流电网电压过低的情况下，IR2520D会自动地提高频率，保持镇流器工作在零电压切换状态。这样，在交流电网电压过低的情况下，镇流器便工作在功率较低的状态，当电网电压又上升时，便工作在功率为正常的状态。

小结
    新的高压集成威廉希尔官方网站 IR2520是为了帮助工程师们设计先进的镇流器解决方案，与以前的控制器/MOSFET和自振式双极型晶体管镇流器相比，用IR2520设计的镇流器有着很多的优点。
    为了便于开展应用开发工作，工程师们可以运用国际整流器公司的镇流器设计辅助（BDA）软件，迅速地选择必不可少的外接元件。利用新的镇流器参考设计，并与镇流器设计辅助（BDA）软件结合起来，可以进一步简化和加快新型镇流器的开发、样机制造和完成产品的过程。
Diagrams

Fig 1 - IR2520D的方块图

图2 - IRPLCFL5E 的威廉希尔官方网站 图

图 3　在启动时、预热、点燃和正常工作时，灯两端的电压（黄色波形）和谐振电感器中的电流（绿色波形）。

图 4　在启动时，灯丝两端的电压（黄色）和谐振电感器中的电流（绿色）。